水肥耦合对温室无土栽培水果黄瓜生长发育的影响及其生理机制的研究

论文摘要

本试验以水果黄瓜中农十九号为材料,试验设3种灌水量水平:87 L·株-1（W1）、125 L·株-1（W2）、162 L·株-1（W3）,3种施肥量水平:64 g·株-1（F1）、92 g·株-1（F2）、119 g·株-1（F3）。研究了温室无土栽培条件下水肥耦合对水果黄瓜生长发育的影响及其生理机制。结果如下:1.水肥耦合对水果黄瓜生长发育的影响:（1）水肥耦合对水果黄瓜形态指标影响显著,W1处理叶面积、叶片数、株高指标较低,W3处理的茎粗指标较低。W2是形态指标中最好的灌水量处理。在整个生育期内叶面积、株高两个指标都随着施肥量的增加而显著提高;叶片数指标为F2和F3显著大于F1。施肥量对水果黄瓜茎粗的影响为F2和F3显著高于F1。随着施肥量的增加,水果黄瓜根系活力有增加的趋势。（2）水肥耦合对水果黄瓜叶、茎、果实、根的鲜、干物质的量积累影响显著。W2为最佳的灌水量处理,F3为最佳的施肥量处理。（3）水肥耦合对水果黄瓜产量的影响显著。灌水量处理对结果初期和结果中期的产量有显著影响,除了结果末期F3水平下W3处理最高外,W2处理显著高于其他处理。施肥量处理对整个结果期产量影响均极显著,F3为产量最高的处理。水果黄瓜整个生育期的株高、茎粗、叶片数、叶面积和产量之间均呈正相关。（4）水肥耦合对水果黄瓜品质的影响显著。W3处理果实中游离氨基酸、可溶性蛋白、有机酸及可溶性总糖含量低,W1处理果实中维生素C含量低,灌水量处理对水果黄瓜果实中硝酸盐、亚硝酸盐含量影响不显著;W2是水果黄瓜品质指标中最好的灌水量处理。虽然F3处理果实中的游离氨基酸、可溶性蛋白质及维生素C指标较其他处理好,但硝酸盐及亚硝酸盐含量超标。F1处理的游离氨基酸、可溶性蛋白质及维生素C含量最低,结果初期有机酸含量较高,F2是最好的综合品质指标处理。2.水肥耦合对水果黄瓜生长发育影响的生理机制:（1）水肥耦合对水果黄瓜叶片光合特性影响显著。在灌水量对净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性及希尔反应活力的影响上看,W2为最佳的灌水量处理;施肥量对光合特性指标的影响来看,在幼苗期和结果初期F2处理最高,结果中期和结果末期F3处理最高。灌水量和施肥量对水果黄瓜叶片光合特性的影响有显著的互作效应。水果黄瓜整个生育期内叶片Pn、Tr、Gs、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性及希尔反应活力之间均呈显著或极显著的正相关性。光合特性指标与形态指标、产量及果实中硝酸盐、亚硝酸盐、游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖、Vc含量之间呈正相关性,与结果初期的有机酸含量呈显著的负相关性。（2）灌水量处理对叶片中蔗糖合成酶（SS）、磷酸蔗糖合成酶（SPS）、酸性转化酶（AI）、中性转化酶（NI）活性及可溶性糖含量的影响在各个时期均达到显著或极显著水平,W3处理时的SS、SPS、AI、NI活性及可溶性糖含量最低。施肥量处理对可溶性糖含量及SPS活性的影响皆达到显著水平,除结果末期为F2>F3>F1外,其它生育期均为F3>F2>F1。施肥量处理对SS、AI及NI活性影响也达到显著水平,F2为最佳施肥量水平。灌水量和施肥量对水果黄瓜叶片可溶性糖含量及相关酶活性的影响有显著的互作效应。水果黄瓜整个生育期的叶片中SS、SPS活性及可溶性糖含量之间均呈正相关。SS、SPS活性及可溶性糖含量同形态指标呈正相关性,AI、NI活性同株高、叶面积为负相关。SS、SPS活性及可溶性糖含量与产量及果实中硝酸盐、亚硝酸盐、游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖、Vc含量均为正相关,AI及NI活性同这几种品质指标则为负相关。（3）水肥耦合对水果黄瓜氮代谢的影响显著。灌水量处理对硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性及硝态氮和可溶性蛋白质含量的正影响显著,在F1施肥水平下,W1的几种氮代谢指标高于W2和W3;在F2和F3施肥水平下,W2的灌水量水平最好。施肥量处理对NR、GS、GOGAT、GDH活性及硝态氮和可溶性蛋白质含量的影响皆达到极显著水平,在相同灌水量水平下,F3>F2>F1。灌水量和施肥量之间有显著的互作效应。水果黄瓜整个生育期内叶片中NR、GS、GOGAT、GDH活性及硝态氮、可溶性蛋白含量之间均呈正相关。几种氮代谢指标与形态指标、产量及果实中硝酸盐、亚硝酸盐、游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖、Vc含量之间呈正相关。对结果初期的有机酸含量为负相关。（4）水肥耦合对水果黄瓜活性氧代谢相关酶活性的影响显著。灌水量处理对叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、丙二醛含量（MDA）的影响在各个时期显著,W2为最佳灌水量处理;最佳施肥量处理在水果黄瓜生育前期为F2,生育后期为F3。灌水量和施肥量对水果黄瓜叶片活性氧代谢的影响有显著的交互作用。水果黄瓜整个生育期内叶片中SOD、CAT及POD活性之间均呈正相关,MDA含量同SOD、CAT、POD三种酶活性呈负相关性。SOD、CAT及POD活性与形态指标之间呈正相关。整个结果期内叶片中SOD和CAT同产量之间均有极显著水平的正相关性,MDA同产量在结果中期和结果末期呈显著负相关。SOD、CAT同果实中硝酸盐、亚硝酸盐、游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖含量之间呈显著或极显著的正相关性,MDA对几种品质指标或呈负相关或相关性不显著。3.综合各项指标,W2F2为本试验最佳水肥耦合运筹模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 引言
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 节水灌溉研究进展
• 1.1.2 农业施肥研究进展
• 1.1.3 设施蔬菜生产中水肥使用现状
• 1.1.4 无土栽培发展概况
• 1.1.5 水肥耦合的研究现状
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 技术路线
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 温室条件
• 2.1.2 供试作物
• 2.1.3 栽培基质
• 2.1.4 滴灌施肥设备
• 2.2 试验设计
• 2.3 试验测定项目及方法
• 2.3.1 生长发育指标的测定
• 2.3.2 生理指标的测定
• 2.4 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 水肥耦合对水果黄瓜生长发育的影响
• 3.1.1 水肥耦合对水果黄瓜形态指标的影响
• 3.1.2 水肥耦合对水果黄瓜生物量和产量的影响
• 3.1.3 水肥耦合对水果黄瓜果实品质的影响
• 3.2 水肥耦合条件下水果黄瓜生理生化的变化
• 3.2.1 水肥耦合对水果黄瓜光合特性的影响
• 3.2.2 水肥耦合对水果黄瓜糖代谢的影响
• 3.2.3 水肥耦合对水果黄瓜氮代谢的影响
• 3.2.4 水肥耦合对水果黄瓜活性氧代谢的影响
• 4 讨论
• 4.1 水肥耦合对水果黄瓜生长发育的影响
• 4.1.1 水肥耦合对水果黄瓜形态指标的影响
• 4.1.2 水肥耦合对水果黄瓜生物量及产量的影响
• 4.1.3 水肥耦合对水果黄瓜品质的影响
• 4.2 水肥耦合条件下水果黄瓜生理生化变化
• 4.2.1 水肥耦合对水果黄瓜光合特性的影响
• 4.2.2 水肥耦合对水果黄瓜糖代谢的影响
• 4.2.3 水肥耦合对水果黄瓜氮代谢的影响
• 4.2.4 水肥耦合对水果黄瓜活性氧代谢的影响
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介